10月30日，一年一度的MSU世界編碼器大賽全高畫質（FullHD）客觀效能賽道成績公佈，官方正式報告顯示，阿里自研的VVC編碼器S266首次亮相，就一舉獲得離線（1fps）檔9項評測指標中的6項第一，2項第二，1項第三。另外，在包含56項評測指標的企業版完整測試報告中，S266更是獲得其中的40項第一，10項第二，6項第三，成為唯一一個所有指標都進入前三的編碼器。MSU權威測試報告顯示，S266編碼後的影片，可在與比賽基準編碼器x265同等質量下，平均檔案大小降低大約一半。這意味著，一部原來由x265壓縮的影片，改用S266以相同質量進行壓縮後不僅極大節省儲存空間，同時還可大幅降低頻寬壓力，即使在網速太慢或手機流量不夠時，也可享受高畫質影片畫質。未來，你所期待的8K、VR/MR、元宇宙等，也將隨著影片編解碼技術的發展而進一步降低體驗門檻。
6項指標第一
今年MSU世界編碼器大賽雲集了國內外14家參賽單位的22款編碼器，包括華為、騰訊、愛奇藝、Google、Intel、MulticoreWare、HHI等知名科技企業或研究機構，可謂高手雲集，競爭十分激烈。
MSU本次釋出了全高畫質客觀效能賽道的測試報告：
https://www.compression.ru/video/codec_comparison/2021/main_report.html
該報告給出了各個參賽編碼器在多項質量評價指標下的壓縮效能，這些指標包括實際業務場景中廣泛採用的SSIM、PSNR、MS-SSIM、VMAF等客觀質量評價指標。
最終，經過激烈地角逐，阿里巴巴自主研發的VVC編碼器S266一共獲得了離線（1fps）檔9項評測指標中的6項第一、2項第二和1項第三，即：
6項指標第一：
YUV (4:1:1)-VMAF NEG、YUV (6:1:1)-VMAF NEG、YUV (4:1:1)-PSNR (avg. log)、YUV (6:1:1)-PSNR (avg. log)、YUV (4:1:1)-PSNR (avg. MSE)、YUV (6:1:1)-PSNR (avg. MSE)
2項指標第二：
YUV (4:1:1)-SSIM、YUV (6:1:1)-SSIM
1項指標第三：
Y-VMAF
S266也因此成為唯一一個所有指標都進入前三的編碼器。
先來看全高畫質客觀效能離線（1fps）檔賽道MSU官方成績：
按YUV (4:1:1)-VMAF NEG和YUV (6:1:1)-VMAF NEG這兩個指標排名：
第一名：阿里巴巴S266_v2
第二名：阿里巴巴S266_v1
第三名：華為HW266、騰訊Tencent266
測試資料越小表示壓縮率越高，成績越好。
上圖中，縱座標為22個參賽編碼器，橫座標為相同的VMAF NEG質量下，各編碼器輸出檔案相對於基準編碼器x265的平均大小，柱狀圖越短，表示編碼器輸出檔案越小，壓縮率越高，編碼器效能越好。圖中顯示，在同等YUV (4:1:1)-VMAF NEG畫質下，S266比基準編碼器x265節省了44.4%的檔案大小；在同等YUV (6:1:1)-VMAF NEG畫質下，S266比基準編碼器x265節省了39.2%的檔案大小。
按YUV (4:1:1)-PSNR (avg. log)和YUV (6:1:1)-PSNR (avg. log)這兩個指標排名：
第一名：阿里巴巴S266_v2
第二名：阿里巴巴S266_v1
第三名：騰訊Tencent VAV1、騰訊Tencent266
測試資料越小表示壓縮率越高，成績越好。
圖中顯示，在同等YUV (4:1:1)-PSNR (avg. log)畫質下，S266比基準編碼器x265節省了50.9%的檔案大小；在同等YUV (6:1:1)-PSNR (avg. log)畫質下，S266比基準編碼器x265節省了45.9%的檔案大小。
按YUV (4:1:1)-PSNR (avg. MSE)指標排名：
第一名：阿里巴巴S266_v1
第二名：阿里巴巴S266_v2
第三名：華為HW266
圖中測試資料越小表示壓縮率越高，成績越好。
圖中顯示，在同等YUV (4:1:1)-PSNR (avg. MSE)畫質下，S266比基準編碼器x265節省了44.4%的檔案大小。
按YUV (6:1:1)-PSNR (avg. MSE)指標排名：
第一名：阿里巴巴S266_v1
第二名：騰訊Tencent VAV1
第三名：騰訊Tencent266
測試資料越小表示壓縮率越高，成績越好。
圖中顯示，在同等YUV (6:1:1)-PSNR (avg. MSE)畫質下，S266比基準編碼器x265節省了41.3%的檔案大小。
MSU世界編碼器大賽
MSU世界編碼器大賽是指由莫斯科國立大學（Moscow State University）主辦的面向全球各大公司、學術機構、開源社群和個人的編碼器比賽，從2005年起每年舉辦一次，現已成為影片編解碼領域影響力最大的頂級權威賽事，谷歌、Intel、Netflix等在影片編解碼領域頗有技術積累的科技巨頭都曾多次參加該項賽事，參賽編碼器代表了行業發展的風向標。
MSU的圖形與媒體實驗室（Graphics & Media Lab）作為權威的第三方影片編碼器評測機構，在編碼器評測方面頗有年頭，從H.264、H.265、VP9、AV1到最新的VVC，其評測報告已被全球廣泛認可，有較高公信力，對推動全球編解碼技術發展、促進編碼器效能提升方面有標杆示範作用。
本屆大賽共有22款編碼器參賽（包括參照編碼器在內），分別來自於14家單位或個人，涵蓋了H.264、VP9、H.265、AV1、AVS3、H.266等多種影片編解碼標準，這些標準在業界具有廣泛的代表性。
為什麼需要多種維度的評價指標？
和商用編碼器在實際業務中進行質量評估時並不能只依賴一種質量指標一樣，MSU世界編碼器大賽也採用多種客觀質量評價指標，其中，SSIM（含MS-SSIM）、PSNR、VMAF是在實際業務場景中被廣泛採用的全參考客觀質量評價指標，分別從結構相似性、均方誤差、多個時空度量組合模擬主觀質量這三個維度評價編碼器輸出的失真影片相對於原始影片的相似程度或保真程度。
PSNR指標使用最為普遍，歷史也更為悠久，是基於對應畫素點間的誤差，即基於誤差敏感的影象質量評價方法。PSNR在促進編解碼標準發展程序中起到了至關重要的作用，目前仍是影片編解碼器標準化事實上的行業標準。但是由於PSNR並未直接考慮到人眼視覺特性，因而在有些情況上會出現評價結果與人的主觀感受不完全一致的情況。
SSIM指標從亮度、對比度和結構三個方面來估計失真影象的視覺質量，旨在比較原始影片和失真影片的結構資訊，研究感知結構的損傷，而不是感知誤差。但SSIM指標在評價噪聲影象、模糊影象時也有一定侷限性。MS-SSIM是在SSIM基礎上的改進，衡量了多尺度的結構相似性。
VMAF作為近些年出現的評價指標，利用大量的主觀資料作為訓練集，透過機器學習的手段將不同評估維度的演算法進行“融合”，旨在得到一個能準確反映主觀意志的畫質評價標準。VMAF經過了若干年的迭代和最佳化之後，最新的版本可以更好的克服一些之前發現的問題，在更大的程度上能夠反映人眼主觀感受，因此近幾年在商用系統中逐漸開始得到更加廣泛的應用。但人眼視覺系統是一個複雜系統，VMAF指標依賴於符合主觀特性的融合演算法，還要有大量有效的、符合實際評測環境的資料集，是一個需要長期投入，不斷迭代的最佳化過程。
在實際操作中，客觀評價的內容是物理參量，評價的手段是物理量測量度，所以客觀評價能夠做到嚴格準確，具有較高的科學性和客觀性。此外，編碼器的不同模組和演算法最佳化對各項質量評價指標的敏感程度和表現差異也不盡相同。因此，根據實際業務場景，在編碼器開發的不同階段，採用多種客觀評價方法相結合的形式，可以全面評估編碼器最佳化效果，充分兼顧壓縮影片的綜合質量。
阿里自研VVC編碼器，能在本屆MSU大賽中獲得包括PSNR、SSIM、MS-SSIM、VMAF等9項評測指標中的6項第一、2項第二、1項第三，成為唯一一個所有指標都進入前三的編碼器，充分體現了S266編碼器在各項指標下的均衡表現和綜合實力。
VVC編碼器再進化，真正開啟VVC商用之路
代表阿里巴巴參加本屆MSU比賽的編碼器，是基於阿里巴巴自主研發的VVC編碼器Ali266演化而來。
透過MSU的權威認證，展現了VVC標準強大的壓縮效率，但要推動VVC標準的商用，路還很長。這是因為VVC標準提供了30多種最新的編碼工具，編碼器如何合理選擇這些編碼工具和組合來拿到VVC高壓縮效率的紅利，這個對編碼器提出了很高的算力要求。為了攻破這個技術難題，阿里巴巴的阿里雲影片雲團隊並不滿足於MSU大賽上所取得的成績，而是將目標鎖定在研發一款能根據不同應用，提供不同速度檔位，具備離線和實時處理能力的VVC編碼器，致力於為直播、短影片、線上會議、雲遊戲等領域，帶來更優質的使用者體驗。
阿里雲影片雲團隊憑藉在影片編解碼領域的深耕和積累，致力於推動VVC標準的實用化和最新科技成果的普惠化。Ali266一方面透過實現多種編碼演算法提升編碼質量，提高壓縮效率，例如運動補償時域濾波，自適應GOP大小決策，場景切換檢測，螢幕內容檢測、位元速率控制技術等。另一方面，開發上百種編碼快速演算法，以及多執行緒技術、彙編指令、記憶體訪問效率等工程最佳化手段，大幅提高編碼速度。
2021年6月底，Ali266成為首個向業界公佈實現了720p實時高畫質的VVC編碼器，同年9月底，Ali266又成為首個向業界公佈實現了1080p實時高畫質的VVC編碼器。作為第一個實時高畫質VVC軟體編碼器，Ali266在業界走出了重要的一步，證明了現有的算力平臺就可以讓我們充分享受到國際最新標準VVC的強大壓縮能力。
影片標準化組織INCITS L3.1（MPEG development activity）主席、阿里巴巴研究員葉琰博士表示：“阿里雲影片雲團隊在Ali266的整體開發過程中，都本著業務第一、比賽第二的精神。因為我們知道在質量評估上，每一個客戶可能都有自己的側重點，所以不管客戶看重的是什麼，我們都要保證將最好的效能提供給他們。因此，我們在開發過程中，一直注重保持在不同質量指標上的全面和平衡的發展，這也是我們的參賽編碼器在9個質量標準中能夠拿到6個第一，2個第二，1個第三，並且是唯一一個在所有指標上都能進入前三的編碼器的原因。我也特別要感謝我們團隊每一個參加Ali266開發的同學，正是他們對技術第一的堅持， 讓Ali266第一次參加MSU比賽就取得這麼好的成績。我為團隊裡的每一個同學感到驕傲和自豪。MSU大賽的好成績只是Ali266的起點，接下來我們會繼續努力，把Ali266的實時檔次做得更加紮實，第一時間把最先進技術賦能給集團內外的客戶。”
展望未來，阿里雲影片雲團隊將持續推進VVC編碼器的技術創新，加速VVC標準的商業落地，賦能千行百業的影片化需求，催生新興產品形態和業務模式。
